CA2202393A1 - Method and device for accurately supporting and positioning mechanical parts - Google Patents

Abstract

A device for supporting and positioning a mechanical part (4) having at least one bore (5) or a shaft with a cylindrical cross-section, on a supporting base plate (6) comprising at least one opening (18). The device comprises a spindle (1) made of expandable material with a sealed hollow inner cylindrical space (16) for receiving a pressurised fluid, and the cylindrical rod-shaped end (15) of the spindle projects through said opening (18) so that it stands proud of said base plate (6), while the spindle base portion (13) having a greater diameter than the rod portion (15) is supported on a shoulder (22) secured to the base plate (6) behind said opening (18).

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE MAINTIEN ET DE POSITIONNEMENT PRECIS DE
PIECES MECANIQUES

La présente invention a pour objet un procédé et dispositif de maintien et de positi~nn-~~ t précis de pièces mécaniques.
Le secteur technique de l~invention est la réalisation d'outillage de préhension de pièces comportant au moins un alésage ou un axe cylindrique.
Une des applications pr;nc~p~les de l'invention est le contrôle dimensionnel de pièces de petites dimensions et de forme complexe, telles que par exemple celles rentrant dans la fabrication de disjoncteurs électriques. Ces pièces sont livrees en effet en grande quantité et par lots : pour pouvoir en assurer le contrôle de dimensionnem~nt, un prélèvement de vingt ou trente pièces est alors effectue dans chaque lot et certaines caractéristiques dimensionnelles de celles-ci sont contrôlées sur machine à mesurer et tridimensionnelle.
Cette opération de contrôle nécessite de localiser avec précision, soit à moins de O,0l millimètres, les pièces par rapport à
un référentiel de la machine, mais également de maintenir celles-ci pour assurer l'acquisition fiable des points de mesure. Il est donc nécessaire d'assurer la localisation et le maintien simultane de plusieurs pièces, afin d~effectuer la campagne de mesure sans intervention de l'opérateur. Les pièces concernees presentent des formes complexes mais possèdent toutes un alésage de référence de 2 à
5 millimètres de diamètre.
Or, les diverses techniques de localisation et de maintien des pièces n'ont que très peu évolué dans l'industrie, que ce soit dans les applications d~usinage, d'assemblage ou de contrôle. Parallèlement à ces techniques, l'utilisation des méthodes de cotation normalisée a mis en évidence l'utilité de surfaces de référence simples pour définir dimensionnellement une pièce mécanique. A tous les stades de l'évolution d'un produit, depuis l'étude, puis la fabrication, le contrôle, et jusqu'à l'assemblage, les surfaces de référence apparaissent comme fon~m~ntales dans la qualité de celui-ci. Divers systèmes de préhension permettent à ce jour de localiser et de maintenir des pièces mécaniques, cependant lorsque les surfaces de CA 02202393 l997-04-l0 W O 96/11773 PCT~R95/01315 référence sont de type cylindrique (axe ou alésage) ces dispositifs sont complexes (pinces de préhension pour axe plein) et coûteux, ou inadaptés (axe de guidage lisse ou avec rainures) lorsqu'il faut également assurer le maintien de la piece. De plus, les dispositifs de localisation dans un alésage introduisent un jeu fonctionnel qui est souvent incompatible avec la précision de positionn~m~nt requise.
Divers équipements spécifiques ont été développés pour différents types de pièces particulières a maintenir, et dont certains ont fait l'objet de dépôts de ~mAn~,S de brevets : on peut citer par exemple le brevet DE 3938150 sur un dispositif de localisation précise pourl'usinage ou la rectification de pieces en forme de disque comportant une ou plusieurs rainures radiales avec ou sans trou central ; le dispositif comporte des doigts de positionn~m~nt dans lesdites rainures.
On connaît également le brevet DD 28878S décrivant un élément de positi~nn~m~nt et de maintien pour pieces plates munies d'orifices et destinées a être usinées, ledit élément ayant une forme de base cylindrique se logeant d'un côté dans l'orifice de la piece et de l'autre côté dans un trou du bâti et fabriqué en élastomere de 20 rigidité suffisante, ou le brevet EP 0474397 enseignant un dispositif de fixation de pieces sur une embase ayant une partie en saillie, et un trou grâce a un élément rotatif insérable dans ce trou et un mécAn;s~ de dilatation interne bloquant le dispositif dans le trou suivant la position voulue de blocage de la piece.
On pourrait citer de nombreux autres brevets portant sur divers systemes de centrage et de positionn t de pièces mais on relève dans tous ces dispositifs existants que les dimensions, la diversité
et la complexité des pieces nécessitent de réaliser des outillages de préhension spéciaux constitués généralement de pinces, de guidages métalliques, de dispositifs de serrage a vis..., ce qui représente un coût d~étude et de réalisation incompatible avec le coût de base de la piece concernée, surtout quand celle-ci fait partie de lots fabriqués en grande série comme dans l'application citée précé~ nt. Que ce soit dans des systemes complexes ou dans des systemes simples nécessitant alors de multiples points d'appui et d'ancrage sur la piece a maintenir, on constate également que les fonctions de W O 96/11773 PCTA~R95/0131S

localisation et de maintien ne sont pas toujours réalisées parfaitement et engendrent des problèmes de qualité du contrôle.
Dans le ~m~; n~ particulier du contrôle de pièces de petites dimensions sur machines à mesurer tridimensionnelles, de nombreux S problèmes sont ainsi à ce jour restés sans solution. En effet, de manière générale, les points faibles des dispositifs existants sont tels que :
- ils offrent peu de possibilités d'adaptation et de flexibilité, nécessitant de multiplier le nombre d~outillages, soit au moins un par pièce ;
- leur coût de réalisation est assez élevé et leur temps de mise en oeuvre important ;
- il est très difficile de réaliser tous les contrôles dimensionnels d'une pièce sur un même outillage sans changer la lS position de ladite pièce en raison des difficultés d'accès au point de mesure, surtout quand plusieurs points d'ancrage sont nécessaires ;
- certains dispositifs existants ne respectent pas véritablement la géometrie de la pièce surtout quand le dispositif de maintien nécessite des efforts de serrage importants ;
- quand on prend un alésage comme point de référence de la mesure, on introduit des jeux rendant ladite mesure non fiable en raison des tolerances des pièces ;
- il est difficile et même parfois impossible d~industrialiser de tels dispositifs en raison de leur specialisation et de leur complexité ;
Le problème pose est donc de satisfaire aux inconvénients et points faibles relevés ci-dessus en réalisant un dispositif de maintien et de positionnpm~nt qui permette la localisation précise d'au moins une pièce comprenant au m~ins un alésage ou un axe cylindrique, ladite localisation et ledit maintien se faisant alors suivant la présente invention par rapport à celui-ci ; pour atteindre les objectifs de l'invention, le dispositif doit ainsi assurer ledit maintien en position par rapport à un plan de référence, quelle que soit la forme et le porte-à-faux du poids de la pièce et s'adapter à
des variations de dimensions de celle-ci, être de mise en oeuvre rapide, permettre un accès direct et facile à tous les points de mesure voulus, respecter la géométrie de la pièce sans la déformer et CA 02202393 l997-04-lO

W O96/11773 PCTn~R9S/01315 être d~une réalisation simple et d'industrialisation ne nécessitant pas de spécialité spécifique, et d'un coût raisonnable pour permettre en particulier de réaliser des supports recevant plusieurs pièces à la fois.
S Une solution au problème posé est un procédé de maintien et de positionn~ -nt, sur une plaque de base support comportant au moins un orifice, d'au moins une pièce mécanique comportant au moins un alésage ou un arbre de section cylindrique ; selon l'invention, on dispose dans ledit orifice une broche ayant un volume cylindrique intérieur creux et fermé, réalisée en matériau expansible, dont l'extrémité en forme de tige cylindrique pouvant coopérer avec l'alésage ou l'arbre de la pièce, dépasse de ladite plaque de base à travers ledit orifice et dont l'embase de diamètre plus large que la tige est maintenue par un épaulement solidaire dudit support et situé en arrière dudit orifice ; on enfile ladite tige à l'intérieur de l'alésage ou autour de l'arbre de la pièce à maintenir ; on envoie un fluide sous pression P dans ledit volume creux interne de ladite broche ; on déforme ainsi par expansion radiale le doigt de la broche dont la surface vient en contact avec l'alésage ou l'arbre de la pièce, coopère uniformément avec celle-ci et en devient solidaire ; on maintient une pression P
suffisante dans ladite broche et on constitue une liaison rigide assurant le maintien de ladite pièce sur le support et son positionn~m~nt par rapport audit orifice.
Quand ladite pièce mécanique à maintenir et à saisir comporte au moins un alésage, ladite tige de la broche est un doigt cylindrique creux fermé à son extrémité, et dont l'épaisseur de la paroi péripherique externe est mince au regard de son diamètre, de sa longueur et de l'épaisseur de l'extrémité ; de préférence en ce cas, le dispositif comporte également une enveloppe cylindrique externe métallique entourant sur toute sa longueur ladite tige, ladite enveloppe étant expansible radialement sur une partie au moins de sa hauteur grâce à des rainures disposées le long de certaines génératrices et étant encastrée à une de ses extrémités dans ledit orifice porté par la plaque de base support.
Quand ladite pièce mécanique à maintenir et à positionner comporte au moins un arbre de section cylindrique, ladite tige de la broche suivant l'invention est un cylindre creux ouvert à son CA 02202393 1997-04-lO
r W O96/11773 PCT~R95/01315 extrémité, formant alésage, et dont le volume cylindrique interne fermé est disposé en couronne autour de cet alésage, l'épaisseur de la '-ane péripherique interne dudit cylindre etant mince ; de préférence en ce cas, le dispositif comporte un mandrin cylindrique rigide disposé extérieurement sur toute la longueur de ladite tige et s'encastrant à une de ses extremites dans ledit orifice porté par la plaque de base support, et également une enveloppe métallique intérieure située dans ledit alesage de la tige, et comportant des fentes disposees le long de certaines génératrices sur une partie au moins de la hauteur dudit alésage.
Le résultat est de nouveaux procédés et dispositifs de maintien et de positionn~m~nt précis de pièces mécaniques, répondant au problème posé préc~mm~nt et permettant d~atteindre les objectifs rappeles ci-dessus, sachant que chacune desdites pièces doivent comporter au moins un alésage ou un arbre cylindrique à partir duguel s'effectue ledit maintien de la pièce considérée et son positinnn t par rapport à la plaque de base support.
Le principe de ce dispositif est basé sur la déformation élastique d~une broche sous l'effet d~une pression hisotrope créee par un fluide visqueux sous pression.
Le dispositif selon la presente invention repond bien à
l'objectif de positionnner avec précision des pièces quelconques présentant chacune un alésage ou un arbre de référence pour en effectuer le contrôle dimensionnel, ou pour toute intervention nécessitant un positionn~m~nt précis, tel que pour des manutentions automatiques, des opérations d'assemblage de précision, des changeurs rapides d~outils de coupe, des accouplements d~arbres pleins ou creux, etc...
En effet, le développement du dispositif suivant l'invention permet d'apporter- une réponse économique à de nom.breuses applications industrielles, en plus de celles citées en introduction pour le contrôle dimensionnel, telles que parmi certaines applications potentielles envisageables dans l';mm~ t :
- pour les utilisateurs de machines à mesurer tridimensionnelles (dites MMT) : dispositif mono ou multibroches de localisation et de maintien pour des pièces présentant un alésage ou un axe de référence de diamètre 2 mm ; plus de 90 % des pièces mécaniques entrent dans cette catégorie ;
- pour les utilisateurs de robots de montage ou de fabrication :
dispositif de préhension et de positionnpmpnt pour remplacer des pinces de robots lorsque les pièces à manipuler présentent un alésage ou un axe (90 ~ des cas) ;
- pour les assem.~lages aéronautiques : développement de broches expansibles autonomes, pour la localisation et le maintien des revêtements en tôle lors des opérations de contre-perçage des structures.
De plus, les procédés et dispositifs suivant l'invention présentent les avantages suivants :
- localisation par expansion concentrique radiale, soit externe du doigt de la broche, soit interne par retrécissement concentrique radial de son alésage, permettant de localiser avec précision une pièce mécanique en assurant également son maintien ;
- conservation de la perpendicularité de l'axe du doigt de la broche ou de son alésage par rapport au plan de référence formé par son support, lors de la mise en pression ;
20- concentricité de la partie expansible du doigt de la broche ou de son alésage par rapport à son axe initial après mise en pression ;
- création d'un couple de maintien des pièces pour assurer un positi~nnPmPnt stable de celles-ci lors des interventions de fabrication ou de contrôle par la combinaison du coefficient de frottement de la surface des pièces avec celles du dispositif, et de la pression de contact due à l'expansion ;
- compensation des variations de diamètre de l'alésage ou de l'arbre des pièces dans la limite de déformation élastique du dispositif ;
30- étAnrhéité des parois expansibles de la broche qui peut être en acétal, et fiabilité en raison de l'utilisation dans le ~omA~ne élastique de déformation ; Cette broche peut être réalisée par usinage : dans cette version l'enveloppe métallique est collée sur l'acétal ;
ou par moulage, auquel cas l'enveloppe métallique est introduite dans le moule avant l'opération de moulage ce qui assure une parfaite liaison des deux matériaux ;

CA 02202393 l997-04-l0 W O96/11773 PCTA~R95/01315 - géométrie de l'ensemble assurée par 1'enveloppe métallique assurant l'interface pièce, qui permet d'obtenir de fortes pressions de contact avec la pièce à localiser sans déformation locale (rigidité
de la liaison) et qui permet en raison de sa structure tubulaire de reprendre les efforts de torsion induits par les forces extérieures agissant sur la pièce, tout en permettant une expansion suffisante pour tenir compte des variations de diamètre des pièces ttolérance sur arbres et/ou alésages) grâce aux lumières ou rainures ou fentes longitudinales.
On pourrait citer d'autres avantages de la présente invention mais ceux cités ci-dessus en montrent déjà suff;s~mm~nt pour en prouver la nouveauté et l~intérêt. La description et les Figures ci-après représentent un exemple de réalisation de l'invention mais n'ont aucun caractère limitatif : d'autres réalisations sont possibles dans le cadre de la portée et de l'étendue de cette invention, en particulier pour adapter des dispositifs de broches expansibles à
diverses pièces mécaniques dont toute application où on veut assurer le maintien de celle-ci, et où on dispose d~une alimentation hydraulique, par rapport à une plaque de base pouvant recevoir une ou plusieurs pièces a la fois.
La Figure l est une vue en coupe d'un exemple de réalisation de la présente invention pour en particulier une machine a mesurer tridimensionnelle d'une petite piece mécanique disposant au moins d'un alésage.
La Figure 2 est une vue en Goupe d'un dispositif équivalent a celui de la Figure 1 mais avec un mode de réalisation différent permettant l'interchangeabilité et représenté avec une coiffe de protection.
Les Figures 3 et 4 représentent des vues en coupe de différentes réalisations de broches expansibles en forme de doigt et dont l'une avec un exemple d'enveloppe métallique externe.
Lesdites Figures représentent donc un exemple de réalisation pour maintenir et positionner une pièce mécanique 4 comportant au moins un alésage 5 ; mais dans d'autre modes de réalisation, tels que rappelés précéd~mm~nt~ le dispositif selon l'invention pourrait être adapté pour maintenir et positionner ladite pièce 4 comportant au moins un arbre de section cylindrique.

W O 96/11773 PCTA~R95/01315 Sur les Eigures 1 et 2, le dispositif suivant l'inventicn est représenté seul avec une seule pièce 4 mais il pourrait être dupliqué
en autant d'exemplaires que nécessaire sur une même plaque de base support 6, afin de recevoir par exemple des lots de vingt ou trente S pièces pouvant être disposées simult~n~m~nt~ et ainsi contrôler dimensionnellement celles-ci en même temps sur une machine à mesurer tridimensionnelle adaptée pour cela et dont les moyens de mesure ne faisant pas l'objet de la présente invention ne sont pas représentés.
Ladite plaque de base support 6 comporte donc au moins un orifice 18 et le dispositif suivant l'invention comporte une broche 1 ayant un volume 16 cylindrique interne creux et fermé, pouvant recevoir un fluide sous pression P par tout circuit d'alimentation 12, et réalisée en matériau expansible : l'extrémité de la broche 1 en forme de tige 15 de forme cylindrique dépasse de ladite plaque de base 6 à travers ledit orifice 18 et son embase 13 de diamètre plus large que la tige 15 est maintenu par un épaulement 22 solidaire dudit support 6 et situé en arrière dudit orifice 18.
Suivant un mode de réalisation, quand ladite pièce 4 comporte un alésage 5, comme représenté sur les Figures 1 et 2, ladite tige 15 de la broche 1 est un doigt cylindrique creux fermé à son extrémité 23, tel que représenté sur les Figures 3A, 3B et 4A, et dont l'épaisseur de la paroi périphérique externe est mince au regard de son diamètre, de sa longueur et de l'épaisseur de l'extrémité 23. Essentiellement, le rapport de l'épaisseur sur le diamètre doit respecter les règles de calcul des enveloppes minces, dont les conditions sont bien connues en résistance des matériaux pour le calcul des structures de ce type répondant aux conditions de la présente invention.
La broche expansible 1 du dispositif peut être constituée d'un matériau unique choisi dans la famille des thermoplastiques tel que du polyméthacrylate de méthyle (PMMA), du polyoxyméthylène (POM) OU
acétal, des polyamides bien que ces matériaux soient d'usinage délicat, des polycarbonates... En fait, le matériau choisi doit avoir des caractéristiques mécaniques respectant les critères suivants résistance à la traction comprise entre 5 et 8 da N/mm2 ; module d'élasticité entre 200 et 300 da N/mm2 ; usinabilité et aptitude à
être moulé. Les caractéristiques et la forme de la broche expansible 1 représentent d~un point de vue théorique le meilleur compromis entre CA 02202393 l997-04-lO

W O 96/11773 PCT~R95/01315 d~une part la ~aculté de s'expanser sous l'effet d~une pression interne P et d'autre part la possibilité d'assurer l'interfaçage mécanique entre la pièce 4 et le support de référence 6 : le diamètre m; n ~ mllm à partir duquel cette solution de broche monolithique telle S que représentée sur les Figures 3A et 3B est réalisable, s'établit à 4 millimètres. Cependant et compte tenu des familles de pièces pouvant être concernées par le dispositi suivant l'invention et de l'avantage procuré par celui-ci, il peut être utilisé une broche composite permettant de couvrir la plage de diamètre en dessous de 4 millimètres 1~ jusqu'à 2 millimètres tel que décrit ci-après et représenté
spécifiquement sur les Figures 4A et 4s et en position sur les Figures et 2.
Quel que soit le mode de réalisation de ladite broche 1, l~épaisseur de la paroi périphérique en matériau expansible, dans la zone utile 20 de sa partie déformable 15, en forme de doigt ou de tige, doit être parfaitement ma~trisée pour permettre une expansion homogène parfaitement symétrique autour de son axe XX~: celle-ci doit en effet permettre un contact uniforme dans l'alésage 5 de la pièce 4 à maintenir et à positionner grâce à la pression P intérieure transmise dans la partie intérieure du volume creux 16 et qui peut être très élevée, de l'ordre de plusieurs centaines de bars.
Suivant la Figure 4A et sa représentation en position sur ladite Figure 2, ladite broche expansible peut comporter un seul épaulement entre la tige ou le doigt 15, et l'embase 13, qui vient s'appuyer contre l'épaulement 22 du canon 9 support de broche, la partie inférieure du doigt 15 traversant l'orifice alésage 18 pour déboucher au-dessus de celui-ci sur une hauteur permettant de traverser au moins la longueur de l'alésage 5 de la pièce 4 à maintenir ; dans un autre mode de réalisation, tel que représenté sur les Figures 3A, 3B et en position sur la Figure 1, ladite broche 1 comporte un deuxième épaulement 14 situé entre.son embase 13 et la tige 15, afin de réduire la longueur du doigt 15 à paroi périphérique mince, compte tenu de la zone utile 20 de déformation par expansion radiale, homogène et uniforme devant recevoir l'alésage 5 de la pièce 4.
Dans un mode préférentiel de réalisation, tel que représenté sur les Figures 4A et 4B mais ceci peut être adapté dans le mode de réalisation des Figures 3A et 3B, la broche est constituée de -CA 02202393 l997-04-lO

W O 96/11773 PCT~R95/01315 plusieurs éléments tels que, d'une part et préférentiellement une enveloppe 2 cylindrique externe métallique entourant sur toute sa longueur la tige 15, ladite enveloppe 2 étant expansible radialement sur une partie de sa hauteur grâce à des rainures, fentes ou lumières 17 disposées à intervalles réguliers périphériquement le long de certaines génératrices et s'encastrant à une de ses extrémités qui est celle inférieure dans ledit orifice 18 ; cette enveloppe métallique extérieure peut comporter par exemple quatre lumières 17 disposées à
goo et au moins recouvrant la longueur de la zone utile 20 et même au-delà de façon à garantir une expansion symétrique et homogene sur lahauteur de l'alésage 5 qui doit être positionné dans cette zone utile.
Cette enveloppe métallique de~ormable 2 permet essentiellement une reprise des efforts de flexion qui sont tres importants lorsque la piece 4 comporte un bras de levier supérieur par exemple à cinq fois le diametre de référence de son alésage, fournit egalement un coefficient de frottement plus favorable au maintien en rotation de ladite piece et enfin protège mécaniquement les parois de la partie expansible indéformable de la broche ; cette partie expansible assure par ailleurs l'ét~n~héité avec les pieces support de la plaque de base et la transmission de la pression P.
De plus, suivant un autre mode préférentiel de réalisation, ladite broche composite peut également comporter tel que représenté
sur la Figure 2, une âme métallique intérieure 3, ou mandrin ou raidisseur, ayant également des orifices ou lumieres mais pour permettre ici le passage du fluide en pression et non sa déformation radiale : ledit mandrin ou âme 3 étant cylindrique et rigide est situé
dans le volume interne 16 de la broche 1 et dispose au moins sur toute la hauteur de celle-ci, passant a travers et sur toute la hauteur dudit orifice 18 dans lequel il permet l'encastrement de la tige lS de la broche et même jusqu'a dépasser de la partie inférieure de l'embase 13, ce qui permet de reprendre les efforts de flexion et de cisaillement en plus et en complément de l'enveloppe externe 2 métallique décrite précé~ -nt.
Ainsi, dans le mode complet de réalisation de la structure de la broche sous sa forme composite avec une âme métallique interne 3, ses parois expansibles qui peuvent être en acétal 1 et l'enveloppe métallique externe assurant l'interface avec la pièce 4 à supporter et CA 02202393 l997-04-lO

W O 96/11773 PCT~R95/01315 Il qui peut être en cuivre au berylium traité, on associe les diverses qualités de chacun des composants, à savoir : la rigidité de l'âme ou du mandrin métallique interne 3 pour la reprise des efforts de flexion ou de cisaillement transmis par la pièce 4, lors des opérations de mesure ou d'autres applications provoquant des efforts extérieurs ;
l'étAn~h~ité des parois expansibles et la fiabilité en raison de l~utilisation dans le ~,m~;ne élastique de déformation ; le maintien de la géométrie de l'ensemble assurée par l'enveloppe extérieure 2 qui permet d'obtenir de fortes pressions de contact avec la pièce 4 et de la localiser sans déformation locale grâce à la rigidité de la liaison, et qui permet en raison de sa structure tubulaire de reprendre les efforts de torsion induits par les forces extérieures agissant sur la pièce, tout en permettant une expansion suffisante pour tenir compte des variations de diamètre de l'alésage 5 de la pièce 4 due aux tolérances sur les alésages, grâce aux lumières longitudinales 17.
Suivant la représentation des Figures 1 et 2 de ladite broche 1 en position de montage, le dispositif suivant l'invention comporte une pièce 9 appelée "canon", dans laquelle est réalisé ledit orifice 18, à
travers lequel passe ladite tige 15 de la broche 1 ; lequel canon 9 est fixé sur ladite plaque de base support 6 et porte du côté opposé
audit orifice 18 une cale 11 de maintien de l'embase 13 de la broche 1 et immobilisée dans un alésage correspondant de la pièce 9 ; celle-ci est elle-même fixée, de préférence par vissage, et doit être étanche, dans un trou 21 de la plaque de base 6 à la partie inférieure duquel débouche l'alimentation hydraulique 12 d'un fluide visqueux à la pression P : cette pression est transmise à l'ensemble du volume intérieur 16 de la broche 1 par des orifices réalisés dans les différentes pièces de liaison et de fixation.
La partie supérieure externe de l'orifice 18 à travers lequel passe la tige de ladite broche expansible 1, peut comporter une partie ayant un diamètre interne plus important que celui de l'alésage 18 proprement dit : ceci constitue un décrochage externe 19 de celui-ci pour permettre à la partie inférieure de la tige déformable 15 de comm~ncer à se déformer radialement et être alors parfaitement cylindrique et symétrique dans la zone utile 20 qui peut être alors CA 02202393 1997-04-lO

W O 96/11773 PCTA~R95/01315 juste au-dessus de cette partie externe 19 à l'endroit où la pièce 4 doit se positionner en venant alors en butée contre celle-ci.
Suivant la Figure 2, afin de développer un dispositif polyvalent, en particulier pour des utilisateurs de machines à mesurer 5 tridimensionnelles, qui utilisent des plaques d'alimentation 6 f permettant de recevoir des broches 1 de divers diamètres telles que celles représentées sur les Figures 3A et 3B, respectivement de diamètres Dl et D2 différents, le support fixe de celles-ci peut autoriser un changement rapide de ces broches. Pour cela, le système 10 de localisation suivant l'invention est constitué de :
- un porte canon 10 vissé dans la plaque de base 6 qui assure l'alimentation 12 en fluide de la broche 1 et qui est elle-même alimentée par un dispositif non représenté de mise en pression P :
celui-ci peut être, soit manuel à deux étages, avec une basse pression 15 pour la localisation et l'orientation des pièces sans jeu et à haute pression contrôlée pour le maintien des pièces 4 ; soit de mise en pression automatique pour assurer un meilleur confort d'utilisaion du dispositif, ce système pouvant être constitué d'une pompe hydraulique motorisée et d'une distribution de fluide à deux niveaux de pression 20 préréglés.
- un canon 9 de broche qui est introduit dans le porte canon 10 et qui est maintenu en position par un écrou 8 moleté. L'étanchéité de la liaison est assurée par un joint torique 24 situé dans le porte canon et logé dans une gorge. Un appui plan entre les surfaces en vis 25 à vis du canon et du porte canon assure une perte de charge dynamique pour limiter la pression appliquée sur le joint. Le canon de broche possède un clapet anti-retour 25 constitué d'une bille métallique et d~un ressort précontraint qui assure le plaquage de la bille sur son siège lorsque le canon 9 est sorti de son support 10 pour être 30 remplacé. Une goupille mécanique fixée 26 dans le porte canon lO
assure le relevage de la bille pour assurer le passage du fluide. Le clapet décrit ci-dessus a pour objet d'éviter les pertes de fluide lors de la manipulation des broches interchangeables 1 et également d'éviter les bulles d~air dans la broche 1.
- un capuchon de protection de chacune de ces broches lors de leur manipulation constitué d'une pièce moletée 7 qui se visse sur le canon porte broche 9 et dont le diamètre intérieur constitue un ., , W O96111773 PCT~R95101315 ajustement glissant avec le diamètre extérieur de la broche expansible l pour une pression nulle. Cet ajustement évite les risques d'éclatement et de fatigue des broches sur un dispositif multibroche, lorsque celles-ci ne sont pas utilisées et qu'elles se retrouvent à
l'état libre lors de la mise en pression ; il permet également de tester l'ét~nrh~;té du dispositif à haute pression sans aucun risque pour les broches. Il assure enfin la protection mécanique de celles-ci lors de la manipulation du dispositif ou lors de son stockage.
La pression P d'utilisation du dispositif peut être supérieure à
la pression d'éclatement des broches à l'état libre en raison de la présence notamment des pièces métalliques externes 2, qui limitent l'expansion des broches l. Cette caractéristique du produit permet en particulier d'augmenter à souhait la pression de contact des broches l avec les pièces 4 lorsque les efforts appliqués sur ces pièces risquent d~entraîner une rotation de celles-ci.

. . .. . .. . PRECISE HOLDING AND POSITIONING METHOD AND DEVICE
MECHANICAL PARTS

The present invention relates to a method and device for maintenance and positi ~ nn ~~~ t of mechanical parts.
The technical sector of the invention is the realization tooling for gripping parts comprising at least one bore or a cylindrical axis.
One of the pr; nc ~ p ~ applications of the invention is control dimensional of parts of small dimensions and complex shape, such as for example those used in the manufacture of electrical circuit breakers. These pieces are delivered in large quantity and in batches: to be able to control dimensioning, a sample of twenty or thirty pieces is then performs in each batch and certain dimensional characteristics of these are checked on a measuring machine and three-dimensional.
This control operation requires locating with precision, i.e. less than 0.01 millimeters, the parts in relation to a machine repository, but also to maintain these to ensure reliable acquisition of measurement points. It is therefore necessary to ensure the simultaneous localization and maintenance of several pieces, in order to carry out the measurement campaign without operator intervention. The parts concerned present complex shapes but all have a reference bore of 2 to 5 millimeters in diameter.
However, the various techniques for locating and maintaining parts have changed very little in the industry, whether in machining, assembly or control applications. in parallel to these techniques, the use of standardized scoring methods has highlighted the usefulness of simple reference surfaces for dimensionally define a mechanical part. At all stages of the evolution of a product, since the study, then the manufacturing, the checks, and until assembly, the reference surfaces appear as fon ~ m ~ ntales in the quality of it. Various gripping systems allow to date locate and maintain mechanical parts, however when the surfaces of CA 02202393 l997-04-l0 WO 96/11773 PCT ~ R95 / 01315 reference are of cylindrical type (axis or bore) these devices are complex (grippers for solid axis) and expensive, or unsuitable (smooth guide axis or with grooves) when necessary also maintain the part. In addition, the localization in a bore introduce a functional clearance which is often incompatible with the required positioning accuracy ~ m ~ nt.
Various specific equipment has been developed for different types of particular parts to maintain, and some of which have been the subject of deposits of ~ mAn ~, S patents: we can cite by example DE 3938150 patent on a precise location device for machining or grinding disc-shaped parts having one or more radial grooves with or without a hole central; the device has fingers positioned ~ m ~ nt in said grooves.
Also known is patent DD 28878S describing an element of positi ~ nn ~ m ~ nt and holding for flat parts provided with orifices and intended to be machined, said element having a basic shape cylindrical accommodating on one side in the orifice of the part and the other side in a hole in the frame and made of elastomer 20 sufficient rigidity, or patent EP 0474397 teaching a device for fixing parts to a base having a projecting part, and a hole thanks to a rotary element insertable in this hole and a mecan; s ~ internal expansion blocking the device in the hole depending on the desired locking position of the part.
We could cite many other patents covering various centering and positioning systems of parts but we note in all these existing devices that the dimensions, the diversity and the complexity of the parts requires the production of tools special grips generally consisting of pliers, guides metal, screw clamping devices ..., which represents a cost of study and implementation incompatible with the basic cost of part concerned, especially when it is part of manufactured batches in large series as in the application cited above ~ nt. That this either in complex systems or in simple systems then requiring multiple points of support and anchoring on the piece to maintain, we also note that the functions of WO 96/11773 PCTA ~ R95 / 0131S

localization and maintenance are not always carried out perfectly and cause quality control problems.
In the ~ m ~; n ~ particular control of small parts dimensions on three-dimensional measuring machines, many S problems have thus far remained unresolved. Indeed, from in general, the weak points of existing devices are such as :
- they offer few possibilities of adaptation and flexibility, requiring a multiplication of the number of tools, i.e.
minus one per piece;
- their cost of realization is quite high and their setting time in important work;
- it is very difficult to carry out all the checks dimensions of a part on the same tool without changing the lS position of said part due to the difficulties of access to the point of measurement, especially when several anchor points are necessary;
- some existing systems do not really respect the geometry of the part, especially when the holding device requires significant clamping forces;
- when we take a bore as reference point of the measurement, games are introduced making said measurement unreliable in reason for parts tolerances;
- it is difficult and even sometimes impossible to industrialize such devices because of their specialization and their complexity;
The problem is therefore to satisfy the disadvantages and weak points noted above by making a device for maintaining and positioning ~ nt which allows precise localization at least one part comprising at m ~ ins a bore or an axis cylindrical, said localization and said maintenance then being done according to the present invention with respect to it; to reach the objectives of the invention, the device must thus ensure said hold in position relative to a reference plane, whatever either the shape and the overhang of the weight of the part and adapt to variations in dimensions thereof, to be implemented fast, allow direct and easy access to all points of desired measurement, respect the geometry of the part without deforming it and CA 02202393 l997-04-lO

W O96 / 11773 PCTn ~ R9S / 01315 be of a simple realization and industrialization not requiring no specific specialty, and a reasonable cost to allow in particular to make supports receiving several pieces at the times.
S A solution to the problem posed is a method of maintaining and positioned ~ -nt, on a support base plate comprising at least one orifice, of at least one mechanical part comprising at least one bore or a cylindrical section shaft; according to the invention, there are in said hole a spindle having an internal cylindrical volume hollow and closed, made of expandable material, the end in cylindrical rod shape which can cooperate with the bore or the shaft of the part, protrudes from said base plate through said orifice and whose base diameter larger than the rod is held by a shoulder integral with said support and located behind said orifice; the said rod is threaded inside or around the bore the tree of the part to be maintained; we send a fluid under pressure P in said internal hollow volume of said spindle; so we distort by radial expansion the pin finger whose surface comes in contact with the bore or shaft of the part, cooperates uniformly with it and becomes united; we maintain a pressure P
sufficient in said spindle and a rigid connection is formed ensuring the maintenance of said part on the support and its positioned ~ m ~ nt relative to said orifice.
When said mechanical part to be held and grasped includes minus a bore, said spindle rod is a cylindrical finger hollow closed at its end, and whose wall thickness external device is thin with regard to its diameter, its length and thickness of the tip; preferably in this case, the device also includes an external cylindrical envelope metallic surrounding its entire length, said rod, said envelope being radially expandable over at least part of its height thanks to grooves arranged along certain generators and being embedded at one of its ends in said orifice carried by the support base plate.
When said mechanical part to be maintained and positioned comprises at least one shaft of cylindrical section, said rod of the spindle according to the invention is a hollow cylinder open to its CA 02202393 1997-04-lO
r W O96 / 11773 PCT ~ R95 / 01315 end, forming a bore, and whose internal cylindrical volume closed is arranged in a crown around this bore, the thickness of the '-an inner periphery of said cylinder being thin; of preferably in this case, the device comprises a cylindrical mandrel rigid disposed externally over the entire length of said rod and fitting at one of its ends in said orifice carried by the support base plate, and also a metal casing inner located in said bore of the rod, and comprising slots arranged along certain generators on a part at less than the height of said bore.
The result is new holding methods and devices and positioning ~ m ~ nt precise mechanical parts, responding to problem posed pre ~ mm ~ nt and allowing to reach the objectives recalled above, knowing that each of said parts must have at least one bore or cylindrical shaft from duguel the said piece is maintained and its positinnn t relative to the support base plate.
The principle of this device is based on the deformation elastic of a spindle under the effect of a hisotropic pressure created by a viscous fluid under pressure.
The device according to the present invention responds well to the objective of precisely positioning any pieces each having a bore or a reference shaft for perform dimensional control, or for any intervention requiring precise positioning ~ m ~ nt, such as for handling automatic, precision assembly operations, changers quick cutting tools, solid or hollow shaft couplings, etc ...
Indeed, the development of the device according to the invention provides an economical response to many applications industrial, in addition to those mentioned in the introduction for the dimensional control, such as among some applications potential in the mm ~ t:
- for users of three-dimensional measuring machines (say MMT): single or multi-spindle location and holding for parts with a bore or a reference axis 2 mm in diameter; more than 90% of mechanical parts enter this category;
- for users of assembly or manufacturing robots:
gripping and positioning device to replace robot grippers when the workpieces have a bore or an axis (90 ~ cases);
- for aeronautical assemblies: development of spindles expandable autonomous, for locating and maintaining sheet metal coverings during counter drilling operations structures.
In addition, the methods and devices according to the invention have the following advantages:
- localization by concentric radial expansion, either external spindle finger, either internal by concentric narrowing radial of its bore, to precisely locate a mechanical part while also ensuring its maintenance;
- preservation of the perpendicularity of the axis of the finger of the spindle or its bore relative to the reference plane formed by its support, when pressurized;
20- concentricity of the expanding part of the pin finger or its bore relative to its initial axis after pressurization;
- creation of a holding torque for parts stable positi ~ nnPmPnt of these during interventions manufacture or control by the combination of the coefficient of friction of the surface of the parts with those of the device, and contact pressure due to expansion;
- compensation for variations in bore diameter or the parts tree within the limit of elastic deformation of the device;
30- etAnrhéité of the expandable walls of the spindle which can be in acetal, and reliability due to the use in the ~ omA ~ ne elastic deformation; This spindle can be produced by machining : in this version the metal casing is glued to the acetal;
or by molding, in which case the metal casing is introduced into the mold before the molding operation which ensures perfect bonding of the two materials;

CA 02202393 l997-04-l0 W O96 / 11773 PCTA ~ R95 / 01315 - geometry of the assembly provided by the metal casing providing the part interface, which allows high pressures to be obtained contact with the part to be located without local deformation (rigidity of the connection) and which, because of its tubular structure, allows resume torsional forces induced by external forces acting on the part, while allowing sufficient expansion to take into account variations in the diameter of the tolerant parts on shafts and / or bores) thanks to the lights or grooves or slots longitudinal.
Other advantages of the present invention could be mentioned but those mentioned above already show enough; s ~ mm ~ nt for prove novelty and interest. The description and Figures below after represent an embodiment of the invention but have no limiting character: other realizations are possible in within the scope and scope of this invention, in particular for adapting expandable pin devices to various mechanical parts including any application where we want to ensure maintaining it, and where we have ~ a power supply hydraulic, compared to a base plate which can receive one or several pieces at the same time.
Figure 1 is a sectional view of an exemplary embodiment of the present invention for in particular a measuring machine three-dimensional small mechanical part with at least one bore.
Figure 2 is a Group view of a device equivalent to that of Figure 1 but with a different embodiment allowing interchangeability and shown with a cap protection.
Figures 3 and 4 show sectional views of different realizations of expandable pins in the shape of a finger and one of which with an example of an external metal casing.
Said Figures therefore represent an exemplary embodiment to maintain and position a mechanical part 4 comprising at at least one bore 5; but in other embodiments, such as recalled previous ~ mm ~ nt ~ the device according to the invention could be adapted to maintain and position said part 4 comprising at minus a cylindrical section shaft.

WO 96/11773 PCTA ~ R95 / 01315 On Eigures 1 and 2, the device according to the invention is shown alone with one piece 4 but it could be duplicated in as many copies as necessary on the same base plate support 6, in order to receive for example lots of twenty or thirty S parts can be arranged simultaneously ~ n ~ m ~ nt ~ and thus control dimensionally these at the same time on a measuring machine three-dimensional suitable for this and whose measurement means do not not being the subject of the present invention are not shown.
Said support base plate 6 therefore comprises at least one orifice 18 and the device according to the invention comprises a pin 1 having a hollow and closed internal cylindrical volume 16, capable of receive a pressurized fluid P via any supply circuit 12, and made of expandable material: the end of pin 1 in rod shape 15 of cylindrical shape protrudes from said base plate 6 through said orifice 18 and its base 13 of larger diameter that the rod 15 is held by a shoulder 22 integral with said support 6 and located behind said orifice 18.
According to one embodiment, when said part 4 comprises a bore 5, as shown in Figures 1 and 2, said rod 15 of pin 1 is a hollow cylindrical finger closed at its end 23, as shown in Figures 3A, 3B and 4A, and whose thickness of the outer peripheral wall is thin compared to its diameter, of its length and the thickness of the end 23. Basically, the ratio of thickness to diameter must comply with the rules of calculation of thin envelopes, the conditions of which are well known in strength of materials for the calculation of structures of this type meeting the conditions of the present invention.
The expandable pin 1 of the device can consist of a unique material chosen from the family of thermoplastics such as polymethyl methacrylate (PMMA), polyoxymethylene (POM) OR
acetal, polyamides although these materials are machined delicate, polycarbonates ... In fact, the chosen material must have mechanical characteristics meeting the following criteria tensile strength between 5 and 8 da N / mm2; module elasticity between 200 and 300 da N / mm2; machinability and ability to to be molded. The characteristics and shape of the expandable pin 1 represent from a theoretical point of view the best compromise between CA 02202393 l997-04-lO

WO 96/11773 PCT ~ R95 / 01315 on the one hand the ability to expand under the effect of pressure internal P and secondly the possibility of interfacing mechanical between part 4 and reference support 6: the diameter m; n ~ mllm from which this monolithic spindle solution such S that shown in Figures 3A and 3B is achievable, stands at 4 millimeters. However and taking into account the families of parts that can be concerned with the dispositi according to the invention and the advantage provided by it, it can be used a composite pin to cover the diameter range below 4 millimeters 1 ~ up to 2 millimeters as described below and shown specifically in Figures 4A and 4s and in position in Figures and 2.
Whatever the embodiment of said pin 1, the thickness of the peripheral wall of expandable material, in the useful zone 20 of its deformable part 15, in the form of a finger or rod, must be perfectly ma ~ trisee to allow expansion homogeneous perfectly symmetrical around its axis XX ~: this must indeed allow uniform contact in the bore 5 of the part 4 to maintain and position thanks to the internal pressure P
transmitted in the inner part of the hollow volume 16 and which can be very high, of the order of several hundred bars.
According to Figure 4A and its representation in position on said Figure 2, said expandable pin may have a single shoulder between the rod or the finger 15, and the base 13, which comes to bear against the shoulder 22 of the barrel 9 spindle support, the part bottom of finger 15 passing through bore hole 18 to open above it on a height allowing to cross at least the length of the bore 5 of the part 4 to be maintained; In another embodiment, as shown in Figures 3A, 3B and in position in Figure 1, said pin 1 has a second shoulder 14 located between its base 13 and the rod 15, in order to reduce the length of the finger 15 with a thin peripheral wall, taking into account the useful zone 20 of deformation by radial expansion, homogeneous and uniform to receive bore 5 of part 4.
In a preferred embodiment, as shown in Figures 4A and 4B but this can be adapted in the mode of realization of Figures 3A and 3B, the spindle consists of -CA 02202393 l997-04-lO

WO 96/11773 PCT ~ R95 / 01315 several elements such as, on the one hand and preferably a envelope 2 cylindrical external metallic surrounding on all its length of rod 15, said envelope 2 being radially expandable over part of its height thanks to grooves, slots or lights 17 arranged at regular intervals peripherally along some generators and fitting at one of its ends which is the lower one in said orifice 18; this metallic envelope exterior may include for example four lights 17 arranged at goo and at least covering the length of the useful area 20 and even beyond so as to guarantee a symmetrical and homogeneous expansion over the height of the bore 5 which must be positioned in this useful zone.
This metallic envelope of ~ ormable 2 essentially allows a resumption of bending forces which are very important when the piece 4 has an upper lever arm for example five times the reference diameter of its bore, also provides a coefficient of friction more favorable for maintaining rotation of said piece and finally mechanically protects the walls of the part expandable non-deformable spindle; this expandable part ensures moreover the ~ n ~ hey with the support parts of the base plate and the pressure transmission P.
In addition, according to another preferred embodiment, said composite pin may also include as shown in Figure 2, an inner metal core 3, or mandrel or stiffener, also having orifices or lights but for allow the passage of the fluid under pressure and not its deformation radial: said mandrel or core 3 being cylindrical and rigid is located in the internal volume 16 of pin 1 and has at least on all the height thereof, passing through and over the entire height said orifice 18 in which it allows the embedding of the rod lS of the spindle and even protruding from the bottom of the base 13, which allows to take up the bending and shear in addition to and in addition to the outer shell 2 metallic described above ~ -nt.
So in the full embodiment of the structure of the spindle in its composite form with an internal metallic core 3, its expandable walls which can be in acetal 1 and the envelope external metal interface with the part 4 to be supported and CA 02202393 l997-04-lO

WO 96/11773 PCT ~ R95 / 01315 he which can be made of copper with treated berylium, we associate the various qualities of each of the components, namely: the rigidity of the core or of the internal metal mandrel 3 for the resumption of bending forces or shear transmitted by the part 4, during the operations of measurement or other applications causing external forces;
the year ~ h ~ ity of expandable walls and reliability due to ~ use in the ~, m ~; do elastic deformation; the upkeep of the geometry of the assembly provided by the outer envelope 2 which provides high contact pressures with the part 4 and locate it without local deformation thanks to the rigidity of the due to its tubular structure, resume torsional forces induced by external forces acting on the part, while allowing sufficient expansion to account for variations in diameter of bore 5 of the part 4 due to tolerances on the bores, thanks to the lights longitudinal 17.
According to the representation of Figures 1 and 2 of said pin 1 in the mounting position, the device according to the invention comprises a part 9 called "cannon", in which said orifice 18 is made, at through which passes said rod 15 of spindle 1; which canon 9 is fixed on said support base plate 6 and door on the opposite side said orifice 18 a wedge 11 for holding the base 13 of the spindle 1 and immobilized in a corresponding bore of the part 9; this one is itself fixed, preferably by screwing, and must be waterproof, in a hole 21 in the base plate 6 at the bottom of which opens the hydraulic supply 12 of a viscous fluid at the pressure P: this pressure is transmitted to the entire volume inside 16 of spindle 1 by holes made in the different connecting and fixing parts.
The upper external part of the orifice 18 through which passes the rod of said expandable pin 1, may include a part having a larger internal diameter than that of bore 18 proper: this constitutes an external stall 19 thereof to allow the lower part of the deformable rod 15 to comm ~ ncer to deform radially and then be perfectly cylindrical and symmetrical in the useful area 20 which can then be CA 02202393 1997-04-lO

WO 96/11773 PCTA ~ R95 / 01315 just above this external part 19 where the part 4 must position itself while coming into abutment against it.
According to Figure 2, in order to develop a device versatile, especially for users of measuring machines 5 three-dimensional, using 6 f feed plates allowing to receive pins 1 of various diameters such as those shown in Figures 3A and 3B, respectively of different diameters Dl and D2, the fixed support of these can allow a quick change of these pins. For this, the system 10 of localization according to the invention consists of:
- a gun holder 10 screwed into the base plate 6 which ensures the fluid supply 12 of spindle 1 and which is itself supplied by a device (not shown) for pressurizing P:
this can be either manual two-stage, with low pressure 15 for location and orientation of backlash-free and high parts pressure controlled to maintain parts 4; either setting automatic pressure to ensure better comfort of use of the device, this system can consist of a hydraulic pump motorized and fluid distribution at two pressure levels 20 presets.
- a spindle barrel 9 which is introduced into the barrel holder 10 and which is held in position by a knurled nut 8. The tightness of the connection is ensured by an O-ring 24 located in the door cannon and housed in a gorge. A flat support between the screw surfaces 25 with the barrel and the barrel holder ensures a dynamic pressure drop to limit the pressure applied to the joint. The spindle barrel has a non-return valve 25 consisting of a metal ball and of a prestressed spring which ensures the plating of the ball on its seat when the barrel 9 is taken out of its support 10 to be 30 replaced. A mechanical pin fixed 26 in the barrel holder 10 ensures the lifting of the ball to ensure the passage of the fluid. The the purpose of the valve described above is to avoid fluid losses when handling interchangeable pins 1 and also avoid air bubbles in pin 1.
- a protective cap for each of these pins when their handling consisting of a knurled piece 7 which is screwed onto the spindle holder barrel 9 whose internal diameter constitutes a .,, W O96111773 PCT ~ R95101315 sliding adjustment with the outside diameter of the expanding spindle l for zero pressure. This adjustment avoids the risks bursting and fatigue of the spindles on a multi-spindle device, when these are not used and are found at the free state during pressurization; it also allows test the ~ nrh ~; tee of the high pressure device without any risk for the pins. Finally, it provides mechanical protection for these when handling the device or during storage.
The pressure P of use of the device may be greater than the burst pressure of the spindles in the free state due to the presence in particular of external metallic parts 2, which limit spindle expansion l. This feature of the product allows particular increase as desired the contact pressure of the pins l with the parts 4 when the forces applied to these parts may cause them to rotate.

. . ... ...

Claims (10)

REVENDICATIONS MODIFIEES AMENDED CLAIMS 1. Procédé de maintien et de positionnement d'au moins une pièce mécanique (4) comportant au moins un alésage (5) ou un arbre de section cylindrique, sur une plaque de base support (6) comportant au moins un orifice (18), dans lequel est disposée une broche ayant un volume (16) cylindrique intérieur creux et fermé, avec une embase.(13) de diamètre plus large que son extrémité en forme de tige (15) expansible, maintenue par un épaulement (22) solidaire dudit support (6), et située en arrière dudit orifice (18), laquelle extrémité de ladite broche en forme de tige (15) cylindrique, pouvant coopérer avec l'alésage (5) ou l'arbre de la pièce (4), dépasse de ladite plaque de base (6) à travers ledit orifice (18), tel qu'on enfile ladite tige (15) à l'intérieur de l'alésage (5) ou autour de l'arbre de la pièce (4) à maintenir, qu'on envoie un fluide sous pression P dans ledit volume creux (16) interne de ladite broche (1), et qu'on déforme ainsi par expansion radiale le doigt (15) de la broche, immobilisant ladite pièce mécanique (4), caractérisé en ce que :
- on réalise ladite tige expansible de la broche (1) en matériau dont les caractéristiques mécaniques sont telles que la résistance à
la traction est comprise entre 5 et 8 da N/mm, le module d'élasticité
entre 200 et 300 da N/mm avec une usinabilité et une aptitude à être moulé, - on dispose contre la tige (15) une enveloppe (2) cylindrique métallique expansible radialement sur une partie au moins de sa hauteur, grâce à des rainures (17) disposées le long de certaines génératrices, et que l'on encastre à une de ses extrémités dans ledit orifice (18), - lorsqu'on déforme ledit doigt (15), on expanse ladite enveloppe (2) dont la surface vient en contact, coopère uniformément et devient solidaire avec l'alésage (5) ou l'arbre de la pièce (4) d'une manière symétrique, - on maintient une pression P suffisante dans ladite broche (1) et on constitue une liaison rigide assurant le maintien de ladite pièce (4) sur le support (6) et son positionnement par rapport audit orifice (18). 1. Method for holding and positioning at least one mechanical part (4) comprising at least one bore (5) or one shaft cylindrical section, on a support base plate (6) comprising at at least one orifice (18), in which is arranged a pin having a hollow and closed interior cylindrical volume (16), with a base. (13) in diameter larger than its rod-shaped end (15) expandable, held by a shoulder (22) integral with said support (6), and located behind said orifice (18), which end of said pin in the form of a cylindrical rod (15), being able to cooperate with the bore (5) or the shaft of the part (4), protrudes from said plate of base (6) through said orifice (18), such that said rod is threaded (15) inside the bore (5) or around the workpiece shaft (4) to maintain, that a pressurized fluid P is sent into said internal hollow volume (16) of said pin (1), and which is thus deformed by radial expansion of the finger (15) of the pin, immobilizing said mechanical part (4), characterized in that:
- said expandable rod of the spindle (1) is made of material whose mechanical characteristics are such as resistance to the tension is between 5 and 8 da N/mm, the modulus of elasticity between 200 and 300 da N/mm with machinability and ability to be mold, - a cylindrical casing (2) is placed against the rod (15) radially expandable metal over at least part of its height, thanks to grooves (17) arranged along certain generators, and which is embedded at one of its ends in said orifice (18), - when said finger (15) is deformed, said casing (2) whose surface comes into contact, cooperates uniformly and becomes integral with the bore (5) or the shaft of the part (4) in a symmetrical way, - sufficient pressure P is maintained in said spindle (1) and a rigid connection ensuring the maintenance of said piece (4) on the support (6) and its positioning relative to said orifice (18). 2. Dispositif de maintien et de positionnement sur une plaque de base support (6) comportant au moins un orifice (18), d'au moins une pièce mécanique (4) comportant au moins un alésage (5) ou un arbre de section cylindrique, lequel dispositif comporte une broche (1) ayant un volume (16) cylindrique interne creux et fermé, pouvant recevoir un fluide sous pression, et dont l'extrémité en forme de tige (15) de forme cylindrique dépasse de ladite plaque de base (6) à
travers ledit orifice (18), et est réalisée en matériau expansible, et dont l'embase (13) de diamètre plus large que la tige (15) est maintenue par un épaulement (22) solidaire dudit support (6) et situé
en arrière dudit orifice (18), caractérisé en ce que le dispositif comporte une enveloppe (2) cylindrique métallique expansible radialement sur une partie au moins de sa hauteur, grâce à des rainures (17) disposées le long de certaines génératrices, et que l'on encastre à une de ses extrémités dans ledit orifice (18), et le matériau expansible de la tige de la broche (1) est un matériau dont les caractéristiques mecaniques sont telles que la résistance à la traction est comprise entre 5 et 8 da N/mm2, le module d'elasticité
entre 200 et 300 da N/mm2 avec une usinabilité et une aptitude à être moulé. 2. Device for holding and positioning on a plate support base (6) comprising at least one orifice (18), of at least a mechanical part (4) comprising at least one bore (5) or a shaft of cylindrical section, which device comprises a pin (1) having a hollow and closed internal cylindrical volume (16), capable of receive a pressurized fluid, and whose rod-shaped end (15) of cylindrical shape protrudes from said base plate (6) at through said orifice (18), and is made of expandable material, and whose base (13) of diameter larger than the rod (15) is maintained by a shoulder (22) integral with said support (6) and located behind said orifice (18), characterized in that the device comprises an expandable metallic cylindrical casing (2) radially over at least part of its height, thanks to grooves (17) arranged along certain generatrices, and which are embedded at one of its ends in said orifice (18), and the expandable material of the spindle shank (1) is a material whose the mechanical characteristics are such that the resistance to traction is between 5 and 8 da N/mm2, the modulus of elasticity between 200 and 300 da N/mm2 with machinability and ability to be mold. 3. Dispositif de maintien et de positionnement suivant la revendication 2 et pour une pièce mécanique (4) comportant au moins un alésage (5), caractérisé en ce que ladite tige (15) de la broche (1) est un doigt cylindrique creux fermé à son extrémité (23), dont l'épaisseur de la paroi périphérique externe est mince au regard de son diamètre, de sa longueur et de l'épaisseur de l'extrémité (23). 3. Holding and positioning device according to the claim 2 and for a mechanical part (4) comprising at least one bore (5), characterized in that said shank (15) of the spindle (1) is a hollow cylindrical finger closed at its end (23), of which the thickness of the outer peripheral wall is thin compared to its diameter, its length and the thickness of the end (23). 4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce l'enveloppe (2) cylindrique métallique est extérieure et entoure sur toute sa longueur la tige (15). 4. Device according to claim 3, characterized in that the metal cylindrical casing (2) is external and surrounds on its entire length the rod (15). 5. Dispositif de maintien et de positionnement suivant l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il comporte un mandrin (3) cylindrique rigide situé dans le volume interne (16) de la broche (1) et disposé au moins sur toute la hauteur de celle-ci. 5. Holding and positioning device according to one any of claims 3 or 4, characterized in that it comprises a rigid cylindrical mandrel (3) located in the internal volume (16) of the pin (1) and arranged at least over the entire height thereof. 6. Dispositif de maintien et de positionnement suivant la revendication 2 et pour une pièce mécanique (4) comportant au moins un arbre de section cylindrique, caractérisé en ce que ladite tige (15) de la broche (1) est un cylindre creux ouvert à son extrémité (23), formant alésage, et dont le volume (16) cylindrique interne fermé est disposé en couronne autour de cet alésage, l'épaisseur de la membrane périphérique interne dudit cylindre étant mince. 6. Holding and positioning device according to the claim 2 and for a mechanical part (4) comprising at least one shaft of cylindrical section, characterized in that said rod (15) of the spindle (1) is a hollow cylinder open at its end (23), forming a bore, and whose closed internal cylindrical volume (16) is arranged in a ring around this bore, the thickness of the membrane inner peripheral of said cylinder being thin. 7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un mandrin (3) cylindrique rigide disposé
extérieurement sur toute la longueur de ladite tige (15) et s'encastrant à une de ses extrémités dans ledit orifice (18). 7. Device according to claim 6, characterized in that that it comprises a rigid cylindrical mandrel (3) arranged externally over the entire length of said rod (15) and fitting at one of its ends into said orifice (18). 8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que ladite enveloppe métallique (2) est interne, située dans ledit alésage de la tige (15). 8. Device according to any one of claims 6 or 7, characterized in that said metal casing (2) is internal, located in said stem bore (15). 9. Dispositif de maintien et de positionnement suivant l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que ladite broche (1) comporte un deuxième épaulement (14) situé entre son embase (13) et sa tige (15). 9. Holding and positioning device according to one any one of claims 2 to 8, characterized in that said pin (1) has a second shoulder (14) located between its base (13) and its stem (15). 10. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à
9, caractérisé en ce qu'il comporte une pièce (9) appelée "canon" dans laquelle est réalisé ledit orifice (18), à travers lequel passe ladite tige (15) de la broche (1), lequel canon (9) est fixé sur ladite plaque de base support (6) et qui porte du côte opposé audit orifice (18) une cale (11) de maintien de l'embase (13) de la broche (1), et immobilisée dans un alésage correspondant de la pièce (9). 10. Device according to any one of claims 2 to 9, characterized in that it comprises a part (9) called "barrel" in which is made said orifice (18), through which passes said rod (15) of the spindle (1), which barrel (9) is fixed on said support base plate (6) and which bears on the side opposite said orifice (18) a wedge (11) for holding the base (13) of the spindle (1), and immobilized in a corresponding bore of the part (9).